Обоснование увеличения межремонтных сроков на железных дорогах в равнинной местности
На правах рукописи
АЙМУРЗАЕВА ЖАЗИРА КЕНЕСОВНА
«Обоснование увеличения межремонтных сроков на железных дорогах в равнинной местности»
Специальность 05.22.06 – Железнодорожный путь,
изыскание и проектирование железных дорог
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Коваленко Николай Иванович
Официальные оппоненты: доктор технических наук,
профессор Певзнер Виктор Ошерович
кандидат технических наук,
профессор Покацкий Владимир Афанасьевич
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС)
Защита состоится «04» июня 2009 г. в 10 00 час на заседании диссертационного совета Д 218.005.11 при Московском Государственном университете путей сообщения (МИИТ), по адресу 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ауд. № 1235.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Московского государственного университета путей сообщения.
Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу совета университета.
Автореферат разослан « 27 » апреля 2009 года
Ученый секретарь
диссертационного совета,
д.т.н., профессор Ю.А. Быков
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В системе железнодорожного транспорта ведущую роль занимает путевое хозяйство, на долю которого приходится более половины основных фондов. Рациональное уменьшение эксплуатационных расходов на текущее содержание и инвестиционных вложений на ремонты пути возможно за счет оптимизации системы планирования его ремонтов, что обеспечит экономию материально-технических ресурсов.
Актуальность диссертационной работы заключается в разработке предложений по увеличению сроков службы железнодорожного пути, пересмотру норм периодичности ремонтно-путевых работ для условий эксплуатации железнодорожного пути в равнинной местности.
Цель диссертационной работы состоит в исследовании возможности увеличения межремонтных сроков службы верхнего строения железнодорожного пути при планировании ремонтов пути в условиях равнинной местности и разработке предложений по изменению номенклатуры ремонтных работ железнодорожного пути, для экономии материально-технических ресурсов.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:
- произведено обоснование выбора в качестве полигона для проведения исследований Атырауской дистанции пути, как наиболее характерной для участков Западного региона АО «НК «Казакстан Темiр Жолы»;
- проведено натурное обследование системы ведения путевого хозяйства по исследуемому полигону Западного региона АО «НК «Казакстан Темiр Жолы»»;
- проведены исследования возможности увеличения межремонтных сроков эксплуатации верхнего строения железнодорожного пути и дано обоснование пересмотра номенклатуры промежуточных ремонтов и их сроков назначения;
- дано обоснование увеличения продолжительности межремонтных периодов (между усиленными капитальными ремонтами) до 1200 млн. т брутто пропущенного тоннажа для участков бесстыкового пути 1 и 2 классов в условиях эксплуатации железнодорожного пути в равнинной местности.
- с использованием программного обеспечения Stab Way, разработанного научно-производственным центром информационных и транспортных систем (НПЦ ИНФОТРАНС), проведено исследование полигона Атыраусской дистанции пути для выявления нестабильных во времени участков для принятия управленческих решений по техническому обслуживанию пути.
Основные методы исследования:
- математической статистики по обобщению и анализу отечественного и зарубежного опыта по проблемам планирования ремонтов в различных условиях эксплуатации пути;
- вероятностно статистического и регрессионного анализа и построения математических моделей изменения технического состояния элементов верхнего строения пути в различных условиях и различной наработке пути;
- технико-экономического анализа и оценки вариантов планирования ремонтных работ в соответствии с фактическими условиями и рекомендуемыми нормативными документами.
Научная новизна работы состоит в разработке предложений по изменению системы ведения путевого хозяйства и обоснования возможности увеличения межремонтных сроков службы железнодорожного пути в условиях равнинной местности с учетом фактического состояния пути:
1) изменение номенклатуры промежуточных ремонтов пути;
2) увеличение продолжительности эксплуатации пути без ремонтов до наработки тоннажа порядка 200 – 250 млн. т брутто;
- предложение по применению методики, с использованием программного обеспечения Stab Way, для оценки технического состояния верхнего строения пути в любой заданный момент его эксплуатации.
Практическая значимость работы заключается в пересмотре нормативов производства ремонтных работ для условий эксплуатации железных дорог в равнинной местности и выработке рекомендаций по увеличению сроков назначения капитальных и промежуточных ремонтов пути:
- разработаны рекомендации по изменению номенклатуры промежуточных ремонтов для участков пути 1 и 2 классов для условий эксплуатации железных дорог в равнинной местности;
- разработаны предложения и даны методические подходы для оценки технического состояния элементов верхнего строения пути в любой заданный момент эксплуатации пути с использованием программного обеспечения Stab Way;
- разработаны рекомендации по увеличению продолжительности эксплуатации пути без ремонтов до наработки тоннажа порядка 200 – 250 млн. т брутто для условий эксплуатации железных дорог в равнинной местности.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
Для представления работы по теме: «Обоснование увеличения межремонтных сроков на железных дорогах в равнинной местности» на защиту выносятся:
- результаты анализа натурного обследования верхнего строения пути АО «НК «КТЖ»» Западного региона Республики Казахстан и Атырауской дистанция пути;
- для сопоставительного анализа материалы статистической отчётности железных дорог ОАО «РЖД» и АО «НК «КТЖ»»;
- результаты исследований и предложения по увеличению продолжительности межремонтных периодов (между усиленными капитальными ремонтами) до 1200 млн. т брутто пропущенного тоннажа для участков бесстыкового пути 1 и 2 классов;
- результаты вероятностно-статистической оценки и предложения по пересмотру номенклатуры промежуточных ремонтов и их сроков назначения для условий эксплуатации железных дорог в равнинной местности;
- результаты проведенных исследований полигона Атырауской дистанции пути для выявления нестабильных во времени участков с целью оценки технического состояния элементов верхнего строения пути в любой заданный момент эксплуатации пути по техническому обслуживанию пути и усилению земляного полотна;
- материалы рекомендаций по увеличению продолжительности эксплуатации пути без ремонтов до наработки тоннажа порядка 200 – 250 млн. т брутто для условий эксплуатации железных дорог в равнинной местности.
Апробация и внедрение результатов Материалы диссертационной работы докладывались: на третьей научно-технической конференции с международным участием «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути (Москва, МИИТ, 2006)»; на четвертой научно-технической конференции с международным участием «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути» (Москва, МИИТ, 2007); на заседаниях кафедры «Путь и путевое хозяйство» 2006-2009г.г.; на V-ой международной конференции «TRANS-MECH-ART-CHEM» (Москва, МИИТ, 2008), 4-я международная научно-практическая конференция «Транспорт – Евразии XXI»».
Публикации. Основные материалы опубликованы в 6 печатных работах, две из которых в изданиях рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и рекомендаций, списка литератур из 50 наименований. Работа изложена на 130 страницах, включая 25 таблиц, рисунков 32. Структурная схема изложена на рис.1.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе рассмотрено состояние по вопросу разработки современной системы ведения путевого хозяйства для условий железных дорог в равнинной местности. Проведен анализ существующей практики планирования путевых ремонтных работ.
Проведен анализ практики планирования ремонтных работ для условий Казахстанских железных дорог и железных дорог России.
Большой вклад в решение проблемы планирования ремонтов и текущего содержания железнодорожного пути внесли ученые и специалисты: Альбрехт В.Г., Ашпиз Е.С., Вериго М.Ф., Глюзберг Б.Э., Исаенко Э.П., Каменский В.Б., Карпущенко Н.И., Коваленко Н.И., Коншин Г.Г., Кравченко Н.Д., Певзнер В.О., Тихомиров В.И., Шахунянц Г.М., Воробьёв Э.В., Покацкий В.А., Федулов В.Ф., а также казахстанские ученые и специалисты А.К. Уразбеков, А. Омаров и многие другие.
Рис. 1. Структурная схема диссертационной работы
Было выявлено, что существующая система ремонтов пути существенно отличается от нормативной, представленной во «Временных технических условиях на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути» от 07.12.2007г. (далее ТУ).
В результате проведенного анализа была установлена возможность продления сроков эксплуатации верхнего строения железнодорожного пути и пересмотра номенклатуры ремонтно-путевых работ.
Вторая глава содержит результаты статистической оценки сроков назначения и прогнозирования проведения капитального и промежуточных ремонтов.
Для оценки путевого комплекса была выбрана Атырауская дистанция пути, которая является характерной для исследования Западного региона АО «НК «КТЖ»» республики Казахстан. Дистанция пути располагается на Прикаспийской низменности. Основными видами грузов при выполнении грузоперевозок являются нефть, продукты нефтепереработки, контейнерные перевозки и т.п.
При оценке параметров плана и профиля на рассматриваемом полигоне установлено следующее:
Кривые участки пути имеют средний радиус 1404м, средняя длина кривой 353,9м, минимальная длина кривой Lmin= 54м, максимальный радиус Rmax = 8300м, максимальная длина кривой Lmax = 946м.
Продольный профиль представляет уклоны до 3‰. Средний уклон продольного профиля составляет 2,6‰, максимальный уклон 9‰.
В частности, уклоны в диапазоне от: 0 3‰, имеют среднее значение iср= 1,1‰, при средней длине его 319м. Минимальная длина элемента профиля в данном диапазоне уклонов составляет 200м, а максимальная – 946м. В диапазоне 3,1 6‰ - (iср= 5,4‰), средняя длина его элементов - Liср = 354,7м. Минимальная длина элемента также составляет 200м. Максимальная длина – 1200м. В диапазоне 6,1 9‰ – (iср= 7,5‰), его средняя длина составляет Liср = 272,1м. Минимальная длина – 200м, а максимальная – 1200м.
Выше представленные характеристики план и профиля свидетельствует о том, что при планировании нормативов ремонтных работ можно использовать максимальные предельные значения нормативов периодичности каждого вида ремонта.
Для разработки системы ведения путевого хозяйства на рассматриваемом полигоне необходимо установить сроки и периодичность назначения основных видов ремонтных работ. Для условий Казахстанских железных дорог согласно ТУ в качестве основных видов работ, предусматриваются: усиленный капитальный ремонт, капитальный ремонт, усиленный средний ремонт, средний ремонт, подъемочный ремонт, планово-предупредительная выправка.
Анализ назначения ремонтов выполнялся по двум параметрам:
- по продолжительности эксплуатации, т.е. по годам;
- по пропущенному тоннажу.
На исследуемом полигоне последний капитальный ремонт был выполнен в 1986 –1988г.г. На данных участках уложены железобетонные и деревянные шпалы. Тип рельсов Р65, тип скреплений КБ и ДО, балласт – асбестовый и щебеночный.
Выявлено, что усиленный капитальный ремонт, который предполагает использование только новых материалов верхнего строения пути на исследуемом полигоне за рассматриваемый период 23 года (с 1986г.) не проводился.
Установлено что за этот период (с 1986г.), основным видом ремонта, направленным на усиление верхнего строения пути, являлся средний ремонт. Как показал анализ (диаграмма рис. 2), средний ремонт был произведен на 116км от общей протяжённости дистанции пути, составляющей длину 289 км. В большинстве случаев он был назначен через 18-22 лет после капитального ремонта. При этом пропущенный тоннаж для назначения среднего ремонта составил 550-600 млн. т брутто.
В отдельных случаях он производился на 7-10 году при пропущенном тоннаже порядка 250-300 млн. т брутто. Объем ремонта на этот период составляет около 3% от общей длины дистанции пути. Как правило, это были участки, кривых различных радиусов на подходах к искусственным сооружениям.
Учитывая, что наработка тоннажа до назначения ремонтов на рассматриваемом полигоне осуществляется за большой промежуток времени (20 лет и более) в диссертационной работе дополнительно был выполнен анализ выполнения этих ремонтов по временному параметру, т.е. по годам.
Анализ диаграмм показал, что при группировании сроков выполнения среднего ремонта по годам установлено, что сроки назначения первого массового выполнения среднего ремонта приходятся на 7-10 годы после капитального ремонта и второго массового назначения среднего ремонта на 18-22 годы. При этом во втором случае количество участков значительно больше, чем в первом.
Рисунок 2. Диаграмма сроков назначения среднего ремонта по продолжительности эксплуатации пути (по годам) на исследуемом полигоне
Рисунок 3. Диаграмма сроков назначения среднего ремонта пути по пропущенному тоннажу на исследуемом полигоне
В соответствии с проведенными исследованиями при наработке до 800-900 млн. т брутто выполняются не все виды промежуточных ремонтов, которые предполагаются по нормативам ТУ, кроме того, некоторые виды ремонтов заменяются другими. Например, вместо РС (смена рельсов с сопроводительным средним ремонтом) выполняется ремонт в виде среднего ремонта.
На отдельных локальных участках для усиления пути производился капитальный ремонт со старагодными материалами. Пропущенный тоннаж при назначении капитального ремонта со старогодними материалами составил 650-800 млн. т брутто.
Планирование капитального ремонта осуществляется исходя из пропущенного тоннажа, срока службы и фактического состояния пути. При этом необходимость капитального ремонта пути определяют по критериям, в соответствии с временными ТУ. Основным критерием является одиночный выход рельсов. Для класса 2В3 он составляет 6 шт./км и более.
Рис. 4. Диаграмма интегрального удельного одиночного изъятия рельсов на рассматриваемом полигоне
Из диаграммы рис. 4 видно что, удельный одиночный выход рельсов при наработке тоннажа 200-300 млн. т брутто составляет порядка 0,8 шт./км. По мере наработки тоннажа от 300 до 400 и от 400 до 500 млн. т брутто удельный одиночный выход рельсов нарастает и составляет соответственно 1,4 и 1,8 шт./км. Своего нормированного значения (6 шт./км и более) удельный одиночный выход рельсов достигает при пропущенном тоннаже 1000-1200 млн. т брутто. Его величина при этом составляет 7 шт./км.
Таким образом, по состоянию рельсового хозяйства, в условиях рассматриваемого полигона с облегченными характеристиками плана и профиля, возможно увеличение наработки тоннажа более 1200 млрд. т брутто до назначения усиленного капитального ремонта пути.
В третьей главе проведено аналитическое обоснование критериев оценки продолжительности эксплуатации элементов верхнего строения пути.
Для того, чтобы выявить в каком состоянии находится железнодорожный путь при различном пропущенном тоннаже, к проделанному анализу по назначению ремонтов, выполненному по параметрам: периодичности и пропущенному тоннажу дополнительно потребовалось оценить состояние пути на настоящий момент.
Сущность такой оценки состоит в следующем. Состояние пути, помимо принятой в настоящее время бальной оценки, можно оценить по величине и накоплению, например, скользящего среднеквадратического отклонения (ССКО) просадок по длине пути по различной выборке.
Такой анализ можно выполнить с использованием программного обеспечения Stab Way, разработанного (НПЦ ИНФОТРАНС).
Программа Stab Way предназначена для обработки в Дорожных центрах диагностики пути данных путеизмерительных вагонов типа КВЛ-П с целью выявления участков с нестабильным состоянием пути.
Статистическая обработка записей путеизмеизмерительного вагона выполняется на бортовом компьютере, которым оборудованы вагоны системы КВЛП II. Обработке подлежит запись просадок на всем протяжении контролируемого участка насыпи. Обрабатываются просадки рельсовой нити. Результаты расчетов величин ССКО и спектральной плотности после обработки исходных записей приводится в виде графиков и таблиц.
Данная оценка выполнялась по критерию наличия участков с нестабильным состоянием верхнего строения пути.
К нестабильным участкам пути относят участки, имеющие приращение ССКО за теплый сезон больше предельных величин (|ccко|). Учитывая, что при текущем содержании пути периодически производятся исправления отдельных отступлений, в качестве критерия для оценки стабильности шпального основания принимается сумма всех положительных приращений величины ССКО за рассматриваемый период
(1)
где (+ССКО) – величины положительных приращений ССКО при последующем проходе путеизмерительного вагона к предыдущему на выделенном отрезке пути (50 – 100 м);
n – количество проходов путеизмерительного вагона в рассматриваемый период;
|ССКО| – предельная величина приращений.
Предельные значения величин ССКО и приращения ССКО приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Предельные значения |ССКО| и приращения ССКО |сско|
| Допускаемая скорость движения поездов в км/ч | >140 | 61-140 | 41-60 |
| Предельные значения |ССКО|, мм | 1,7 | 2,1 | 2,5 |
| Предельное приращение ССКО (|ccко|), мм | 0,40 | 0,40 | 0,50 |
| Предельное суммарное приращение ССКО за расчетный период ( |ccко|), мм | 0,50 | 0,70 | 0,90 |
Под стабильностью понимается свойство объекта или системы выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования (технического обслуживания) и выполнения ремонта.
С помощью программного обеспечения Stab way были обработаны данные и получены результаты для контрольных проходов путеизмерительного вагона по Атырауской дистанции пути. Необходимость таких расчетов состоит в подтверждении установленного ранее увеличения межремонтных периодов эксплуатации пути. В ходе статистической обработки записей путеизмерительного вагона из общей протяженности дистанции пути 289км, были зафиксированы участки с нестабильным состоянием на 41км. В таблице 2 приведен фрагмент ведомости участка с нестабильным состоянием пути.
Таблица 2.
Ведомость участков с нестабильным состоянием пути Атырауской дистанции пути по результатам контрольных проходов вагона -путеизмерителя за 2008 г.
| Начало участка, км | Конец участка, км | Длина участка, м | Максимум ССКО, мм | Максимум Sccко, мм | Пропущенный тоннаж на момент прохода путеизмерительного вагона |
| Правая рельсовая нить: количество нестабильных участков – 2; общая длина – 0,128км | 760,9 млн. т брутто | ||||
| 384,501 | 384,528 | 28 | 0,65 | 0,65 | |
| 384,701 | 384,800 | 100 | 0 | 1,1 | |
| Левая рельсовая нить: количество нестабильных участков – 1; общая длина – 0,091км | |||||
| 384,710 | 384,800 | 91 | 0 | 0,91 | |
После обработки данных по контрольному проходу путеизмерительного вагона для примера, показана одна из диаграмм (рис.5.) нестабильного участка по 384км. Обнаружены три нестабильных участка, а именно:
- по правой рельсовой нити нестабильные участки зафиксированы в 2-х местах. Их длина составляет 28м и 100м. Накопленное приращение положительных скользящих среднеквадратических отклонений (Sccко) просадок составила 0,65 мм;
- по левой рельсовой нити нестабильный участок обнаружен в одном месте. Его длина 91м. Sccко составила 1,1 мм.
Что превышает предельное суммарное приращение (ССКО) за расчетный период, равное 0,70мм.
Так же по правой рельсовой нити отмечено положительное приращение скользящего среднеквадратического отклонения просадок (Псско) которое составляет 0,65мм. В данном случае превышение предельного приращения ССКО равно 0,40мм.
По левой рельсовой нити зафиксировано аналогичное накопление положительных приращений скользящего среднеквадратического отклонения (Sсско) только в одном месте, которое составляет 0,91мм, что тоже превышает предельное суммарное приращение ССКО за расчетный период (|ccко|) равное 0,70мм.
Рисунок 5. Диаграмма по нестабильному участку 384км
В качестве примера стабильного участка представлена диаграмма (рис. 6). Данная диаграмма по 289 км показывает, что на данном участке предельные значения скользящего среднеквадратического отклонения |ССКО| и приращения скользящего среднеквадратического отклонения Псско просадок не превышают предельных норм, указанных в таблице 2.
Рис. 6. Диаграмма стабильного участка 289 км.
Из диаграммы (рис.7) видно, что необходимость в назначении ремонтов возникает после пропущенного тоннажа 400 – 600 млн. т брутто. Резкое уменьшение количества нестабильных участков после пропущенного тоннажа 800-900 млн. т брутто, свидетельствует о том, что на практике ремонты, как правило, и выполняются при наработке тоннажа 600-800 млн. т брутто.
Рис. 7. Динамика изменения нестабильных участков на исследуемом полигоне
Таким образом, выявив участки с нестабильным состоянием пути и, проделав анализ по полученным результатам, установлено, что увеличение максимального количества нестабильных участков приходится на пропущенный тоннаж от 600 – 800 млн. т брутто. Это подтверждает предположение о необходимости назначения среднего или подъемочного ремонтов в эти сроки по пропущенному тоннажу, которые были установлены во 2 главе. Кроме этого это подтверждает высказанное предположение о возможности эксплуатации пути до тоннажа 600-800 млн. т брутто без капитальных ремонтных работ. Таким образом, ранее намеченная система планирования ремонтов подтверждается полученными результатами анализа возникновения нестабильных участков.
В этой же главе выполняются расчеты на основе методов линейной регрессии. Изучается зависимость между сроком эксплуатации участков пути и вероятностью необходимости проведения ремонтных работах на исследуемом полигоне.
Расчет статистического анализа проводился в системе Статистического анализа «R».
На рис. 8 представлен фрагмент результатов расчетов по приведенной программе статистических расчетов для сроков назначения ремонтов в виде доверительного интервала. Графически доверительный интервал изображён на рисунке 8 в виде широкого коридора. Из диаграммы рис. 8 видно, что, например, в течение 10 лет прошедших после последнего капитального ремонта с использованием новых материалов, вероятнее всего потребуется 27,6% какого-либо вида ремонта пути. Причем с вероятностью 95% наблюдаемое количество участков требующих ремонта пути будет лежать между нижней границей доверительного интервала 14,04% и верхней границей доверительного интервала 41,07%.
Рисунок 8. Графически доверительный интервал в виде широкого коридора.
С целью прогнозирования объемов ремонтных работ для условий эксплуатаций аналогичных рассмотренному полигону Атырауской дистанции пути необходимо установить аналитическую зависимость соотношения продолжительности эксплуатации пути и объемов ремонтов.
При установлении аналитической зависимости следует учитывать, что проведенным статистическим анализом существующей дистанции пути не установлено строгое разграничение в номенклатуре назначаемых ремонтов. Например, в одни и те же сроки или при одном и том же пропущенном тоннаже на практике назначались различные виды ремонтов: средний ремонт, планово-предупредительная выправка, подъемочный ремонт и другие виды ремонтов. Такой подход в планировании не противоречит основному принципу системы ведения путевого хозяйства: «Планирования ремонтных работ по фактическому состоянию пути».
Таким образом, в результате обработки базы данных для установления аналитической зависимости были сгруппированы в общий массив различные виды ремонтов.
Полученные значения по сгруппированным объемам выполнения ремонтных работ могут быть описаны полиноминальной зависимостью вида:
у = ах3 + bх + с (2)
где у – объемы ремонтов пути в процентах на текущий период
х – годы, которые обычно обозначаются через t
a,b,c – эмпирические коэффициенты.
Получена следующая зависимость для условий исследуемого полигона
У = 2 ·10-3 · t3 + 0,3· t + 3 (3)
Расчеты были выполнены на 7, 10, 13, 16, 19, 22 годы которые являются характерными для рассмотрения по результатам статистического анализа на рассмотренном полигоне Атырауской дистанции пути (рис.9).
Рис. 9. Расчетные результаты и натурные данные сроков и объемов
В четвертой главе дано технико-экономическое обоснование разработанной системы назначения ремонтов верхнего строения пути. Проведена сравнительная характеристика ремонтных схем в соответствии с нормативами Временных ТУ и фактической ремонтной схемой по состоянию на 01.01.07 на Атырауской дистанции пути. Было выявлено следующее.
Один из способов снижения эксплуатационных расходов состоит в увеличении срока службы рельсов до 1200 млрд. т. брутто за счет оптимизации системы назначения ремонтов, а также изменения их номенклатуры и применения ресурсосберегающих технологий.
Проведенные исследования системы ведения путевого хозяйства железных дорог Казахстана показывают, что существуют участки, где после наработки тоннажа более 600 – 800 млн. т брутто состояние пути является стабильным, не требующим выполнения КР (капитальный ремонт) или УКР (усиленный капитальный ремонт), которые должны быть выполненными при такой наработке тоннажа.
Принимая во внимание опыт работы железных дорог Российской Федерации на рис. 10 предложены схемы планирования ремонтных работ для условий эксплуатации пути в равнинной местности, на участках пути класса 2В3.
Предлагаемая схема планирования ремонтных работ для участков пути класса 2В3 на наш взгляд, является более рациональной и экономически целесообразной, в связи с тем, что первый ремонт назначается при наработке тоннажа порядка 200-250 млн. т брутто. Как правило, в качестве такого ремонта выполняется планово-предупредительная выправка «В». Следующий вид ремонта назначается при пропущенном тоннаже порядка 350-400 млн. т брутто. В основном таким ремонтом является подъемочный.
Другой характерной особенностью предлагаемой ремонтной схемы является замена ремонта на другой вид. В частности, смена рельсов новыми (РС) на средний ремонт (СР). При планировании ремонтных работ по ТУ (рис.10, а.) количество ремонтов за рассматриваемый промежуток, например при 550-600 млн. т брутто, в 2 раза больше, чем в предлагаемой схеме (см. рис.10, б.).
Рис. 10. Разновидности схем планирования ремонтных работ для участков пути класса 2В3
При прогнозировании эксплуатации пути по пропущенному тоннажу до 1200 млн. т брутто предполагается использование рельсов с улучшенными техническими характеристиками. Кроме того, условия эксплуатации пути исследуемого полигона, который относится к равнинной местности, позволяют эксплуатировать обычные рельсы более продолжительное время, чем это общепринято для железных дорог России.
Условные обозначения к рис. 10:
УК- усиленный капитальный ремонт пути;
С, УСр – средние или усиленные средние ремонты пути;
П1, П2 и т.д. – подъёмочные ремонты пути 1-ый, 2-ой и т.д.
В1, В2 и т.д. – выправочные ремонты пути 1-ый, 2-ой и т.д.
200-600 млн. т бр., 750-1150 млн. т бр., и т.д. – продолжительность наработки пути до момента назначения различных видов ремонтов, в млн. т брутто пропущенного по пути груза;
1200 млн. т·км брутто – общая продолжительность ремонтного периода по наработке пути.
Суммарный прямой экономический эффект может быть вычислен как разность затрат на ремонты определяемых в соответствии нормативными ремонтными работами и фактическими затратами на промежуточные ремонты.
Этот эффект получен в ценах на 2008 год.
Для технико-экономического обоснования предлагаемой системы ведения путевого хозяйства, при изменении ремонтных работ и увеличении пропущенного тоннажа при предлагаемой схеме ремонтных работ прямой экономический эффект составит, например, 32023 тыс. тенге.
Получить экономический эффект на основании сравнении прямых затрат на сегодняшний день экономически не верно, поскольку капитальные вложения были выполнены более 20 лет назад и стоимость ремонтных работ была рассчитана по совсем другим денежным показателям. Поэтому в работе были выполнены расчеты чистого дисконтированного дохода (ЧДД) с учетом коэффициента дисконтирования. ЧДД или интегральный эффект определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу, или как превышение интегральных результатов над интегральными затратами.
Если сравниваемые варианты отличаются друг от друга только размерами потребных инвестиционных вложений и эксплуатационными расходами (текущими затратами), то наиболее эффективное решение будет отвечать минимуму приведенных затрат (ЭПР):
ЭПР = 
, (4)
где 
- доля налоговых отчислений от прибыли, (при госбюджетных инвестициях, а также при расчете народнохозяйственной эффективности;
= 
- коэффициент дисконтирования;
Кt – капитальные вложения на t - ом году;
Сt – эксплуатационные затраты на t - ом году.
После некоторых преобразований (4) для решения поставленной задачи использования критерия «соотношение затрат», получена следующая зависимость:
(5)
С использованием зависимости (5) был выполнен расчет экономической эффективности снижения затрат на текущие ремонты пути (диаграмма рис. 11). Из данной диаграммы (рис.11) видно, что при назначении промежуточных ремонтов в соответствии с нормативными требованиями оптимальное соотношение приведенных затрат на промежуточные ремонты и приведенных затрат по капитальным вложениям составляет 10 лет (кривые 1 и 2 рис. 11).
Рис. 11. Диаграмма эффективности снижения затрат на ремонты пути при нормативной и предлагаемой схемах и назначения промежуточных ремонтов
При применении предлагаемой фактической схемы ремонтных работ этот срок достигается на 15 год (кривые 1 и 3 рис. 11). Это говорит о том, что во втором случае эффективность приведенных затрат выше в 1,5 раза, чем при применении нормативной схемы.
Следует отметить, что в приведенных расчетах не учтены затраты на текущее содержание пути. Очевидно, их учет снизит общую расчетную экономическую эффективность. Скорее всего затраты на текущее содержание при фактической схеме ремонтов будут выше, чем при нормативной схеме. Следовательно экономический эффект будет несколько ниже.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
В результате проведенных исследований, выполненных расчётов, обобщения полученных результатов установлено, что для условий эксплуатации железных дорог в равнинной местности, на которых обращается подвижной состав с грузами в виде нефтепродуктов, контейнерных перевозок и т.п., не обладающих повышенной засоряемостью железнодорожных путей получены следующие выводы и рекомендации:
1. возможно увеличение продолжительности межремонтных периодов (между усиленными капитальными ремонтами) до 1200 млн. т брутто пропущенного тоннажа для участков бесстыкового пути 1 и 2 классов;
2. может быть рекомендована продолжительность эксплуатации пути без ремонтов до наработки тоннажа 250 – 300 млн. т брутто для участков бесстыкового пути 1 и 2 классов;
3. В условиях эксплуатации железнодорожного пути в равнинной местности в течение примерно 15 лет после капитального ремонта (на новых материалах) возможно выполнение какого-либо промежуточного ремонта (например, средний ремонт, подъемочный ремонт, усиленный средний ремонт).
4. Обеспечение безопасных условий эксплуатаций железнодорожного пути в течение обозначенных 15 лет после капитального ремонта осуществляется в основном за счет текущего содержания пути.
5. Планирование среднего ремонта пути предполагается на 18-21 годы эксплуатации после капитального ремонта при пропущенном тоннаже порядка 550-600 млн. т брутто.
6. Подъемочный ремонт необходимо планировать в основном, на 13–16 годы эксплуатации после капитального ремонта, при среднем пропущенном тоннаже около 350- 400 млн. т брутто.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Коваленко Н.И., Аймурзаева Ж.К. Направления проведения исследований регламента содержания и ремонтов пути для условий АО «НК «КТЖ» республики Казахстан. //4-я международная научно-практическая конференция «Транспорт – Евразии XXI». Вестник КазАТК, Алматы, 2006.
2. Аймурзаева Ж.К. История становления железных дорог Казахстана и современное состояние путевого комплекса по его западному региону. // Труды третьей научно-технической конференции с международным участием «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути». - М.: МИИТ, 2006, с.192-193.
3. Аймурзаева Ж.К. Некоторые материалы анализа полигона АО «НК «КТЖ» западного региона республики Казахстан. // Труды четвертой научно-технической конференции с международным участием «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути». - М.: МИИТ, 2007, с.218-219.
4. Аймурзаева Ж.К. Исследования путевого комплекса полигона АО «НК «КТЖ» Западного региона республики Казахстан. // Труды молодых ученых и студентов. Тезисы докладов. Москва, 2007г.
5. Аймурзаева Ж.К. Ведение путевого хозяйства на дорогах Казахстана. //Путь и путевой хозяйство. №11,2008 с. 39-40.
6. Предложения по совершенствованию новой системы ведения путевого хозяйства для АО «НК «Казахстан темир жолы». // Мир транспорта №3, 2009
АЙМУРЗАЕВА ЖАЗИРА КЕНЕСОВНА
«Обоснование увеличения межремонтных сроков на железных дорогах в равнинной местности»
Специальность 05.22.06 – Железнодорожный путь,
изыскание и проектирование железных дорог
___________________________________________________________________
Подписано к печати__________ формат бумаги 60х84/16
Объем 1,5 п.л. Заказ №______ Тираж 80 экз.
Типография МИИТа. 127994, г. Москва, ул. Образцова, дом 9, строение 9.
